第6讲灯光与摄影机2013-3-28

1、第六讲第六讲 灯光与摄影机灯光与摄影机6.1 灯光灯光 内内容容提提要要6.2 实例：户外场景的制作实例：户外场景的制作 6.3 摄影机摄影机 6.1.1 6.1.1 灯光的作用灯光的作用 现实生活中，人们离不开照明，不同的光照效果能使相同的物体产生现实生活中，人们离不开照明，不同的光照效果能使相同的物体产生丰富的视觉效果。在丰富的视觉效果。在3ds max3ds max中，灯光对整个场景的气氛起着重要的作中，灯光对整个场景的气氛起着重要的作用。用。 改进场景的照明改进场景的照明 通过逼真的照明效果来增强场景的真实感通过逼真的照明效果来增强场景的真实感 烘托场景气氛烘托场景气氛使用标准灯光烘托

2、气氛而非使用标准灯光烘托气氛而非追求逼真效果的夜间场景追求逼真效果的夜间场景6.1.2 3ds max6.1.2 3ds max中灯光的特殊性中灯光的特殊性 灯光是一个特殊的对象，在视图中可以创建灯光光源。灯光是一个特殊的对象，在视图中可以创建灯光光源。渲染时不能看渲染时不能看到灯光对象到灯光对象。 如果没有光源，场景中的所有对象都是不可见的，所以如果没有光源，场景中的所有对象都是不可见的，所以3ds max3ds max在场在场景中设置了两盏泛光灯作为默认的光源。如果默认的光源不能满足场景景中设置了两盏泛光灯作为默认的光源。如果默认的光源不能满足场景的照明要求时，可以创建灯光对象。的照明要求

3、时，可以创建灯光对象。 只要创建了一个灯光对象，场景中的默认光源就会自动关闭。所以只要创建了一个灯光对象，场景中的默认光源就会自动关闭。所以有有时创建了一盏灯光后，场景会变得很暗时创建了一盏灯光后，场景会变得很暗，这是因为所添加的灯光照度没，这是因为所添加的灯光照度没有默认的灯光高。有默认的灯光高。6.1.36.1.3 灯光的分类灯光的分类 3ds max 3ds max中的灯光可分为中的灯光可分为2 2种类型：种类型： 光度学灯光光度学灯光光度学灯光使用光度学灯光使用光度学（光能）值光度学（光能）值来精确地定义灯光，就像在真实世界来精确地定义灯光，就像在真实世界一样。可以设置它们分布、强度、

4、色温和其他真实世界灯光的特性。也一样。可以设置它们分布、强度、色温和其他真实世界灯光的特性。也可以导入照明制造商的特定光度学文件以便设计基于商用灯光的照明。可以导入照明制造商的特定光度学文件以便设计基于商用灯光的照明。机场候机厅机场候机厅具有通过光度学灯光创建的具有通过光度学灯光创建的逼真照明的建筑场景逼真照明的建筑场景6.1.3 6.1.3 灯光的分类灯光的分类 3ds max 3ds max中的灯光可分为中的灯光可分为2 2种类型：种类型： 光度学灯光光度学灯光 标准灯光标准灯光标准灯光是基于标准灯光是基于计算机的模拟灯光计算机的模拟灯光对象，如家用或办公室灯、舞台和电对象，如家用或办公室

5、灯、舞台和电影工作室使用的灯光设备和太阳光本身。与光度学灯光不同，标准灯光影工作室使用的灯光设备和太阳光本身。与光度学灯光不同，标准灯光不具有基于物理的强度值。不具有基于物理的强度值。使用标准灯光烘托气氛而非使用标准灯光烘托气氛而非追求逼真效果的夜间场景追求逼真效果的夜间场景6.1.4 6.1.4 标准灯光的类型标准灯光的类型聚光灯聚光灯聚光灯像闪光灯一样投影聚焦的光束。聚光灯像闪光灯一样投影聚焦的光束。聚光灯的顶视图聚光灯的顶视图相同灯光的透视视图相同灯光的透视视图6.1.4 6.1.4 标准灯光的类型标准灯光的类型2. 2. 平行光平行光当太阳在地球表面上投影时，所有平行光以一个方向投影平

6、行光线。平当太阳在地球表面上投影时，所有平行光以一个方向投影平行光线。平行光主要用于模拟太阳光。行光主要用于模拟太阳光。平行光的顶视图平行光的顶视图相同灯光的透视视图相同灯光的透视视图6.1.4 6.1.4 标准灯光的类型标准灯光的类型3. 3. 泛光灯泛光灯“泛光灯泛光灯”从单个光源向各个方向投影光线。泛光灯用于从单个光源向各个方向投影光线。泛光灯用于 “ “辅助照明辅助照明” ” 或模拟点光源。或模拟点光源。泛光灯的顶视图泛光灯的顶视图相同灯光的透视视图相同灯光的透视视图6.1.4 6.1.4 标准灯光的类型标准灯光的类型4. 4. 天光天光模拟室外场景日光的照明效果。模拟室外场景日光的照

7、明效果。使用纯白色天光渲使用纯白色天光渲染的汽车染的汽车6.1.5 “6.1.5 “常规参数常规参数”卷展栏卷展栏1. 1. 启用阴影启用阴影默认情况下灯光的照明中没有启用阴影。要使灯光投射阴影，执行以下默认情况下灯光的照明中没有启用阴影。要使灯光投射阴影，执行以下操作：操作：在在“常规参数常规参数”卷展栏卷展栏 “ “阴影阴影”组中，确保选中组中，确保选中“启用启用”。现在当渲染场景时灯光将投射阴影。现在当渲染场景时灯光将投射阴影。左图：聚光灯投影圆锥体斜截阴影。左图：聚光灯投影圆锥体斜截阴影。右图：泛光灯投影完整阴影。右图：泛光灯投影完整阴影。几种不同的阴影类型几种不同的阴影类型区域阴影区

8、域阴影 阴影贴图阴影贴图 光线跟踪光线跟踪 高级光线跟踪高级光线跟踪 6.1.5 “6.1.5 “常规参数常规参数”卷展栏卷展栏2. 2. 区域阴影区域阴影区域阴影创建柔化边缘，即产生区域阴影创建柔化边缘，即产生“近实远虚近实远虚”的阴影。的阴影。A A：半影（软区域）：半影（软区域）B B：阴影：阴影6.1.5 “6.1.5 “常规参数常规参数”卷展栏卷展栏3. 3. 高级光线跟踪阴影高级光线跟踪阴影/ /光线跟踪阴影光线跟踪阴影产生产生“锐利锐利”的阴影。的阴影。6.1.6 “6.1.6 “强度强度/ /颜色颜色/ /衰减衰减”卷展卷展栏栏 使用使用“强度强度/ /颜色颜色/ /衰减参数衰

9、减参数”卷展栏可以设置灯光的颜色和强度。也卷展栏可以设置灯光的颜色和强度。也可以定义灯光的衰减。可以定义灯光的衰减。左图：由低强度源的蜡烛照亮的房间。左图：由低强度源的蜡烛照亮的房间。右图：由高强度灯光灯泡照亮的同一个房间。右图：由高强度灯光灯泡照亮的同一个房间。6.1.6 “6.1.6 “强度强度/ /颜色颜色/ /衰减衰减”卷展卷展栏栏在现实世界中，灯光的强度将随着距离的加长而减弱。远离光源的对象在现实世界中，灯光的强度将随着距离的加长而减弱。远离光源的对象看起来更暗；距离光源较近的对象看起来更亮。这种效果称为看起来更暗；距离光源较近的对象看起来更亮。这种效果称为衰减衰减。衰减设置使远处对

10、象更暗。衰减设置使远处对象更暗。A. A. 线性线性衰退衰退B. B. 平方反比衰退平方反比衰退6.1.7 “6.1.7 “大气和效果大气和效果”卷展栏卷展栏体积光体积光“体积光体积光”根据灯光与大气（雾、烟雾等）的相互作用提供灯光效果。根据灯光与大气（雾、烟雾等）的相互作用提供灯光效果。左图：原始场景左图：原始场景右图：增大了雾的密度右图：增大了雾的密度6.1.8 “6.1.8 “高级效果高级效果”卷展栏卷展栏投影贴图投影贴图可以通过选择要投射灯光的贴图，使灯光对象成为一个投影。可以通过选择要投射灯光的贴图，使灯光对象成为一个投影。投影的贴图可以是静止的图像或动画。投影的贴图可以是静止的图像

11、或动画。为聚光灯选一张位图（高级效果为聚光灯选一张位图（高级效果/ /投影贴图），灯光在物体上产生位图投影贴图），灯光在物体上产生位图投影的效果。投影的效果。6.1.9 6.1.9 灯光的常用布光法灯光的常用布光法1. 1. 三角形布光法三角形布光法 进行灯光布置时，有三种基本类型的光源（主光、背光、辅助光），进行灯光布置时，有三种基本类型的光源（主光、背光、辅助光），三者的排列多呈三角形。三者的排列多呈三角形。 主光源：通常放置在场景右上角主光源：通常放置在场景右上角4545度位置上。与摄影机同一个角度。度位置上。与摄影机同一个角度。 辅光源：通常在主光的左侧，辅光源：通常在主光的左侧，用来

12、照亮被主光源漏掉的黑色的区域用来照亮被主光源漏掉的黑色的区域，为场景提供景深和逼真度。为场景提供景深和逼真度。 背景光：放置在与主光源相对的位置上（即场景主体的后上方），强背景光：放置在与主光源相对的位置上（即场景主体的后上方），强度小于主光，它通过照亮对象的边缘将对象从背景中分离出来。增强场度小于主光，它通过照亮对象的边缘将对象从背景中分离出来。增强场景的纵深感。景的纵深感。6.1.9 6.1.9 灯光的常用布光法灯光的常用布光法从图中可以看出，当三种光都存在时的照明效果最好，所以一般情况下从图中可以看出，当三种光都存在时的照明效果最好，所以一般情况下对于局部的照明都使用上面提到的设置照明方

13、法。对于局部的照明都使用上面提到的设置照明方法。 有主光有主光 有主光和背光有主光和背光 有主光和背光、辅光有主光和背光、辅光6.1.9 6.1.9 灯光的常用布光法灯光的常用布光法2. 2. 区域照明法区域照明法 主要针对一些大场景的打灯法，用于突出某个物体。将一个大的区域主要针对一些大场景的打灯法，用于突出某个物体。将一个大的区域分割成几个小区域，然后分别照明小区域。分割成几个小区域，然后分别照明小区域。第六讲第六讲 灯光与摄影机灯光与摄影机6.1 灯光灯光 内内容容提提要要6.2 实例：户外场景的制作实例：户外场景的制作 6.3 摄影机摄影机 6.2 6.2 实例：户外场景的制作实例：户

14、外场景的制作使用平行光使用平行光 + + 天光创建的室天光创建的室外场景照明。外场景照明。初始渲染效果初始渲染效果第六讲第六讲 灯光与摄影机灯光与摄影机6.1 灯光灯光 内内容容提提要要6.2 实例：户外场景的制作实例：户外场景的制作 6.3 摄影机摄影机 6.3 6.3 摄影机摄影机是场景中必不可少的组成单元，最后完成的静画、动画都要在摄像机视是场景中必不可少的组成单元，最后完成的静画、动画都要在摄像机视图中表现。图中表现。 3ds max3ds max为用户提供了一套强大的摄像机工具，并可以控制为用户提供了一套强大的摄像机工具，并可以控制摄像机的属性。摄像机能很好地模拟现实世界中的单反光摄

15、像机，使用摄像机的属性。摄像机能很好地模拟现实世界中的单反光摄像机，使用方法也类似。并且此摄像机超过现实生活中的摄像机能力，可以瞬间完方法也类似。并且此摄像机超过现实生活中的摄像机能力，可以瞬间完成更换镜头，无级变焦。成更换镜头，无级变焦。摄像机视图也是一种透视图，它的显示效果可以通过摄像机的参数进行摄像机视图也是一种透视图，它的显示效果可以通过摄像机的参数进行控制，能够更好地表现场景的特殊效果及制作动画。控制，能够更好地表现场景的特殊效果及制作动画。6.3.1 6.3.1 摄影机的分类摄影机的分类一、一、TargeTarge（目标摄像机）（目标摄像机）1 1、功能：可以将目标点连接到运动的物

16、体上，表现目光跟随的动画效、功能：可以将目标点连接到运动的物体上，表现目光跟随的动画效果。对于室内外建筑的环游动画是必不可少的。果。对于室内外建筑的环游动画是必不可少的。2 2、 TargeTarge包含摄像机投射点和目标点，二者均可独立变化。包含摄像机投射点和目标点，二者均可独立变化。3 3、适用范围：漫游、跟随或空中拍摄；追踪拍摄、静物拍摄、适用范围：漫游、跟随或空中拍摄；追踪拍摄、静物拍摄目标摄影机始终面向其目标目标摄影机始终面向其目标 6.3.1 6.3.1 摄影机的分类摄影机的分类二、二、FreeFree（自由摄像机）（自由摄像机）1 1、功能：可以很好地绑定到运动目标上，随目标在运

17、动轨迹上做同一、功能：可以很好地绑定到运动目标上，随目标在运动轨迹上做同一运动，同时进行跟随和倾斜。运动，同时进行跟随和倾斜。2 2、 Free Free没有目标点没有目标点3 3、适用范围：、适用范围：( (更适合复杂动画，如沿一条路径设置的动画。更适合复杂动画，如沿一条路径设置的动画。) ) 游走拍摄、摇摄、基于路径的动画游走拍摄、摇摄、基于路径的动画自由摄影机可以不受自由摄影机可以不受限制地移动和定向限制地移动和定向6.3.2 6.3.2 摄影机的参数摄影机的参数真实世界摄影机使用镜头将场景反射的灯光聚焦到具有灯光敏感性曲面真实世界摄影机使用镜头将场景反射的灯光聚焦到具有灯光敏感性曲面的

18、焦点平面。的焦点平面。真实世界摄影机测量。真实世界摄影机测量。A A：焦距长度：焦距长度B B：视野：视野 (fov)(fov)6.3.2 6.3.2 摄影机的参数摄影机的参数焦距始终以毫米为单位进行测量。焦距始终以毫米为单位进行测量。50mm 50mm 镜头通常是摄影的标准镜头。镜头通常是摄影的标准镜头。焦距小于焦距小于 50mm 50mm 的镜头称为短或广角镜头。焦距大于的镜头称为短或广角镜头。焦距大于 50mm 50mm 的镜头称为的镜头称为长或长焦镜头。长或长焦镜头。与与 50 mm 50 mm 镜头相关的透视正常显示，一部分原因是他接近肉眼看到的镜头相关的透视正常显示，一部分原因是他接近肉眼看到的内容，还有一部分原因是这样的镜头非常广泛地用于快照